DE8419865U1 - Height measuring and marking device - Google Patents
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Description
St/Ni 2 *··&igr;··5 - ·· ··· 15.6.1984St/Ni 2 *··&igr;··5 - ·· ··· 15.6.1984
Die Erfindung bezieht sich auf ein Höhenmeß- und Anreißgerät zum insbesondere dreidimensionalen Messen und/oder Anreißen von Werkstücken, bestehend aus einem an oder auf einer Richtplatte verschiebbaren Gerätefuß, einer zur Richtplatte senkrecht stehender Gerätesäule, an der vertikal ein Kreuzschieber geführt ist, welcher einen mit einem Meß- oder Anreißwerkzeug versehenen, parallel zur Richtplatte in Längsrichtung verschiebbaren Querarm trägt, einer zwischen der Gerätesäule und dem Gerätefuß angeordneten Stutzstrebe, wobei die abhängig von der Querarmauskragung verursachte Gerätesäulenabbiegung durch eine Kompensationsvorrichtung ausgeglichen wird.The invention relates to a height measuring and marking device for measuring and/or marking workpieces in particular in three dimensions, consisting of a device base that can be moved on or on a straightening plate, a device column that is perpendicular to the straightening plate and on which a cross slide is guided vertically, which carries a cross arm that is provided with a measuring or marking tool and can be moved longitudinally parallel to the straightening plate, a support strut arranged between the device column and the device base, whereby the bending of the device column caused by the cross arm projection is compensated by a compensation device.
Es ist bekannt, daß die Gerätesäule auch bei .verhältnismäßig kräftiger, biegesteifer Ausführung unter den jeweils verschiedenen großen Biegemomenten eine die Meßgenauigkeit beeinträchtigende Abbiegung erleidet, welche je nach Auskragung des Querarmes auf· die Gerätesäule einwirken. Es wurde bereits versucht, diese Abbiegung der Gerätesäule durch geeignete Maßnahmen zu kompensieren.It is known that even with a relatively strong, rigid design, the device column suffers from a bending that impairs the accuracy of the measurement under the various large bending moments that act on the device column depending on the projection of the cross arm. Attempts have already been made to compensate for this bending of the device column by suitable measures.
Bekannt sind Geräte (z.B. DE-OS 3o 48 o45), die zusätzliche aufwendige Bauteile benötigen, um eine Kompensationskraft auf die Schubstrebe zum Ausgleich der Gerätesäulenabbiegung aufzubringen. Diese Vorrichtung ist am oberen Gerätesäulen-Devices are known (e.g. DE-OS 3o 48 o45) that require additional complex components in order to apply a compensating force to the push rod to compensate for the deflection of the device column. This device is attached to the upper device column.
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ende angebracht und wirkt im oberen Bertiich auf ein Kopplungselement, welches die Gerätesäule abstützt. Es sollen also Meßverfälschungen aufgrund von Biegeverformungen der lotrechten Gerätesäule entgegenwirken.end and acts in the upper area on a coupling element that supports the device column. This is intended to counteract measurement distortions due to bending deformations of the vertical device column.
Darüber hinaus sind Geräte bekannt (z.B. DE-OS 31 21 373), die davon ausgehen, daß die Baueinheit Gerätesäule und Gerätefuß sowie Stützstrebe genügend biegesteif ausgebildet sind, wobei jedoch im Bereich des Säulenfußes und der dortigen Lager, von der Auskraglänge des Querarmes abhängig, Verformungskräfte wirksam sind, die bei weit auskragendem Querarm entsprechend kompensiert werden. Hierzu wird der Gerätefuß gegenüber der Richtplatte entsprechend über einen Kraftantrieb beaufschlagt.In addition, devices are known (e.g. DE-OS 31 21 373) that assume that the structural unit of the device column and device base as well as the support strut are designed to be sufficiently rigid, whereby, however, in the area of the column base and the bearings there, deformation forces are effective, depending on the cantilever length of the cross arm, which are compensated accordingly if the cross arm cantilevers far. For this purpose, the device base is acted upon by a power drive in relation to the straightening plate.
Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung ein Höhenmeß- und Anreißgerät mit einer einfachen, kostengünstigen und problemlos nachträglich nachrüstbaren Kompensationsvorrichtung so auszugestalten, daß die Kompensationswirkung präzise einstellbar, bei Bedarf ohne Schwierigkeiten veränderbar ist, wobei im Hinblick auf die Variablität nicht nur einfache kostengünstige Mittel, sondern daß möglichst wenig neue Bauteile zusätzlich verwendet werden sollen.Based on this, the object of the invention is to design a height measuring and marking device with a simple, inexpensive and easily retrofittable compensation device in such a way that the compensation effect can be precisely adjusted and, if necessary, changed without difficulty, whereby with regard to variability not only simple inexpensive means but also as few new components as possible should be used.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß als Kompensationsvorrichtung der Gerätefuß eine Verspannvorrichtung aufweist, die mit der Stützstrebe zusammenarbeitet und die von einer Steuer/Regeleinrichtung beaufschlagt wird.To achieve this object, the invention provides that the device base has a bracing device as a compensation device, which cooperates with the support strut and is acted upon by a control/regulating device.
Bei dieser Ausbildung ist .von. Vorteil >. daß bei einer Verformungj die die Steuern/Regeleinrichtung signalisiert, direkt die Stützstrebe "beaufschlagt wird. Hierbei wird die Stützstrebe entweder mehr oder weniger vorgespannt, so daß dadurch die Gerätesäule zusammen mit dem Querarm die entsprechende Abweichung ausgleicht.The advantage of this design is that if the control/regulating device signals a deformation, the support strut is directly acted upon. The support strut is either pre-tensioned more or less, so that the device column together with the cross arm compensates for the corresponding deviation.
St/Ni 2 - 7 - 15.6.1984 &iacgr;St/Ni 2 - 7 - 15.6.1984 &iacgr;
Richtplatte in Verbindung stehenden Lagerfläche des Gerätefußes angeordnet ist.The bearing surface of the device base is connected to the surface plate.
vorgesehen, daß als Verspannvorrichtung eine schiefe Ebene \ vorgesehen ist, in der der Endbereich der Stützstrebe ge- | führt ist. Dabei ist mit Vorteil die schiefe Ebene so aus- 1 gebildet, daß die die Stützstrebe beinf1ussende Führung &Ggr;provided that an inclined plane \ is provided as a bracing device, in which the end region of the support strut is guided. The inclined plane is advantageously designed in such a way that the guide Γ influencing the support strut.
der schiefen Ebene in Form einer Geraden und/oder einer Kurve und/oder eines Exzenters vorgesehen ist. Desweiteren ist die Führung progressiv und/oder degressiv und/oder konstant verlaufend ausgebildet. Diese vorgenannten Variationsmöglichkeiten gestatten es, bei einem Höhenmeß- und Anreißgerät auf einfachste Weise eine Verspanneinrichtung zu schaffen, die nicht nur einfach und kostengünstig ist, sondern die auch den entsprechenden Anforderungen gerecht wird.the inclined plane is provided in the form of a straight line and/or a curve and/or an eccentric. Furthermore, the guide is designed to be progressive and/or degressive and/or constant. These aforementioned variation options make it possible to create a clamping device in a height measuring and marking device in the simplest way, which is not only simple and cost-effective, but also meets the corresponding requirements.
In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die schiefe Ebene auf dem Gerätefuß gelagert ist und über eine Stellvorrichtung der Steigungswinkel der Führung im Verhältnis zur Stützstrebe einstellbar ist. Bei dieser Ausbildung kann mit Vorteil durch manuelle Einstellung der Steigungswinkel entsprechend variiert bzw. justiert werden. Dabei sind beispielsweise auch ohne weiteres nachträgliche Korrekturen ohne weiteres ausführbar. Eine solche Einstellmöglichkeit läßt sich auch bei bestehenden Geräten nachträglich einbauen und justieren.In an embodiment of the invention, the inclined plane is mounted on the device base and the angle of inclination of the guide in relation to the support strut can be adjusted using an adjusting device. With this design, the angle of inclination can advantageously be varied or adjusted accordingly by manual adjustment. For example, subsequent corrections can also be carried out without further ado. Such an adjustment option can also be retrofitted and adjusted in existing devices.
Als besonders günstig hat es sich erwiesen, wann vorgesehen ist, daß die Stützstrebe über eine Rollen-, Kugel- oder GleitsteinfUhrung mit der Verspannvorrichtung Verbunden ist. | Hierbei läßt sich durch Herabsetzung der Reibungskräfte be- | sonders leichtgängige Kompensationsvorrichtungen schaffen.It has proven to be particularly advantageous when the support strut is connected to the bracing device via a roller, ball or sliding block guide. | In this case, particularly smooth-running compensation devices can be created by reducing the friction forces.
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Fertigungstechnisch besonders einfach und daher in der Anwendung kostengünstig und außerdem für die Nachrüstung besonders geeignet ist eine Kompensationsvorrichtung, wenn nach einem wesentlichen Merkmal vorgesehen ist, daß die Steuer/Regeleinrichtung zur Beaufschlagung der Verspanneinrichtung eine biegsame Welle aufweist. Dabei ist bei einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, daß die biegsame Welle eine axiale Bewegung oder eine Drehbewegung auf die Verspannvorrichtung überträgt. Die Verwendung einer biegsamen Welle ist nicht nur kostengünstig, sondern läßt sich ohne große Veränderungen eines bestehenden Gerätes anwenden. Eine solche Verbindung der Steuer/Regeleinrichtung mit der Verspanneinrichtung stehen keine räumlichen Begrenzungen im Wege.A compensation device is particularly simple in terms of manufacturing technology and therefore cost-effective to use and also particularly suitable for retrofitting if, according to an essential feature, the control/regulating device has a flexible shaft for applying pressure to the bracing device. In a further embodiment, the flexible shaft is provided to transmit an axial movement or a rotary movement to the bracing device. The use of a flexible shaft is not only cost-effective, but can also be used without major changes to an existing device. There are no spatial limitations to such a connection of the control/regulating device with the bracing device.
Ein weiteres wesentliches Merkmal sieht vor, daß die Steuer-/ Regeleinrichtung die Regelgröße mechanisch z.B. über eine Zahnstange und ein Zahnrad oder einem Reibrad oder über einen Zahnriemen und ein Umlenkrad am Querarm abgreift. :0ber die Veränderung der Regelgröße erfolgt der Einfluß der Steuer/Regeleinrichtung auf die Verspanneinrichtung zum Ausgleich der Maßabweichungen.Another important feature is that the control/regulating device picks up the controlled variable mechanically, e.g. via a rack and a gear or a friction wheel or via a toothed belt and a deflection wheel on the cross arm. The control/regulating device influences the bracing device to compensate for the dimensional deviations by changing the controlled variable.
Nach einer weiteren Ausführungsform erfaßt die Steuer-/ Regeleinrichtung die Regelgröße berührungslos.According to a further embodiment, the control/regulating device detects the controlled variable without contact.
In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß zwischen der Steuer/Regeleinrichtung und der Vorspanneinrichtung ein Getriebe zwischengeschaltet ist. Dabei ist das Getriebe als Ober- oder Untersetzungsgetriebe ausgebildet.In an embodiment of the invention, it is provided that a gear is interposed between the control/regulating device and the pre-tensioning device. The gear is designed as an upper or lower gear.
Nach einem wesentlichen Merkmal ist vorgesehen, daß die Steuer-/Regelvorrichtung einen Wegmeßaufnehmer aufweist Und die mit einer Stelleinrichtung Versehene Verspannvor-According to an essential feature, it is provided that the control/regulating device has a position sensor And the tensioning device provided with an adjusting device
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St/Ni 2 - 9 - 15.6.1984St/Ni 2 - 9 - 15.6.1984
richtung unter Zuhilfenahme einer angepaßten Elektronik beaufschlagt. Bei Anwendung einer entsprechenden Elektronik wird ein Elektromotor vorgesehens der entsprechend der aus der Elektronik herrührenden Steuersignale die Stelleinrichtung entsprechend vorspannt oder löst.device with the aid of adapted electronics. When using appropriate electronics, an electric motor is provided which preloads or releases the actuating device according to the control signals coming from the electronics.
Eine günstige Ausführungsform sieht vor, daß die Steuer-/ Regelvorrichtung über eine Steuerleitung die Verspannvorrichtung pneumatisch oder hydraulisch beaufschlagt.A favorable embodiment provides that the control/regulating device pneumatically or hydraulically acts on the bracing device via a control line.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt.Preferred embodiments of the invention are shown schematically in the drawings.
Es zeigt:It shows:
Figur 1 ein Höhenmeß- und Anreißgerät mit seitlich an der Rieht "latte geführtem Gerätefuß in AnsichtFigure 1 shows a height measuring and marking device with the device base guided laterally on the straightedge in view
Figur 2 einen auf der Richtplatte angeordneten Gerätefuß eines Höhenmeß- und AnreißgerätesFigure 2 shows a device base of a height measuring and marking device arranged on the surface plate
Figur 3 eine Verspannvorrichtung des Gerätefußes als Einzel he itFigure 3 shows a bracing device for the device base as a detail
Figur 4 eine Verspannvorrichtung mit zusätzlicher Stellvorrichtung als EinzelheitFigure 4 a bracing device with additional adjusting device as a detail
Figur 5 eine Verspannvorrichtung, bei der ein Schneckengetriebe auf einen Exzenter wirkt.Figure 5 shows a clamping device in which a worm gear acts on an eccentric.
Das in Figur 1 dargestellte Höhenmeß- und Anreißgerät besteht im wesentlichen aus dem Gerätefuß 1, der Gerätesäule 2, dem Kreuzschieber·3 und dem'Querarm 4.. Der Gerätefuß 1 Wird an der Richtplatte 16 seitlich geführt. Der Querarm 4 dient in seinem Endbereich 17 zur Aufnahme der MeßwerkzeugeThe height measuring and marking device shown in Figure 1 consists essentially of the device base 1, the device column 2, the cross slide 3 and the cross arm 4. The device base 1 is guided laterally on the straightening plate 16. The cross arm 4 serves in its end area 17 to hold the measuring tools.
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St/Ni 2 .5..L-Io-* 15.6.1984St/Ni 2 .5..L-Io-* 15.6.1984
\ oder der Anreißwerkzeuge. \ or the marking tools.
Die Gerätesäule 2 ist über die Stützstrebe 5 mit dem Gerätefuß 1 verspannt. Zwischen dem Gerätefuß 1 und der Stützstrebe 5 ist dabei die Verspannvorrichtung 6 angeordnet. Ober die im Querarm 4 angeordnete Zahnstange 13 und dem im Kreuzschieber 3 angeordneten Zahnrad 14 wird über die biegsame Welle 12 die Verspannvorrichtung beaufschlagt, so daß die Stützstrebe 5 vorgespannt oder entlastet werden kann. Die Zahnstange 13 und das Zahnrad bilden dabei die Steuer-/Regeleinrichtung 7. Durch die entsprechende Vorspannung oder Entlastung der Stützstrebe 5 wird die Gerätesäule 2 so abgebogen, daß ein Ausgleich vorgenommen werden kann, d.h. der Abstand zwischen dem Endbereich 17 und der Richtplatte 16 bleibt dabei konstant.The device column 2 is braced to the device base 1 via the support strut 5. The bracing device 6 is arranged between the device base 1 and the support strut 5. The bracing device is actuated via the flexible shaft 12 via the rack 13 arranged in the cross arm 4 and the gear 14 arranged in the cross slide 3, so that the support strut 5 can be pre-tensioned or relieved. The rack 13 and the gear form the control/regulating device 7. By pre-tensioning or relieving the support strut 5 accordingly, the device column 2 is bent in such a way that compensation can be carried out, i.e. the distance between the end area 17 and the straightening plate 16 remains constant.
In Figur 2 ist auf der Richtplatte 16 ein Gerätefuß 1 gezeigt und ausschnittsweise die Gerätesäule 2 sowie die Stützstrebe 5, die Verspannvorrichtung 6 sowie die biegsame Welle 12. Im Unterschied zu Figur 1 wird die hier gezeigte Ausführungsform auf der Oberfläche der Richtplatte 16 geführt und verschoben.In Figure 2, a device base 1 is shown on the straightening plate 16 and a section of the device column 2 as well as the support strut 5, the bracing device 6 and the flexible shaft 12. In contrast to Figure 1, the embodiment shown here is guided and moved on the surface of the straightening plate 16.
In Figur 3 ist als Einzelheit eine Verspannvorrichtung gezeigt, welche im einzelnen über die biegsame Welle 12 und einerti entsprechenden Gewindebolzen 18 eine schiefe Ebene 8 axial bewegt. Durch diese, axiale Bewegung der schiefen Ebene 8 wird die StUtzr.trebe 5 entsprechend vorgespannt, da der Endbereich 9 der Stützstrebe 5 über das Element 19 miteinander verbunden sind. Der Gewindebolzen 18 ist über ein Lager 2o gelagert und bildet zusammen mit der Lasche 21 der schiefen Ebene 8 das Getriebe 15. JeIn Figure 3, a tensioning device is shown as a detail, which moves an inclined plane 8 axially via the flexible shaft 12 and a corresponding threaded bolt 18. This axial movement of the inclined plane 8 prestresses the support strut 5 accordingly, since the end region 9 of the support strut 5 is connected to one another via the element 19. The threaded bolt 18 is mounted via a bearing 20 and forms the gear 15 together with the bracket 21 of the inclined plane 8.
f nach Steigung des Gewindes kann ein progressiver, degressiver oder konstanter Verlauf der Führung der schiefen Ebene 8 er- f Depending on the pitch of the thread, a progressive, degressive or constant course of the guide of the inclined plane 8 can be achieved.
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zielt werden. Zur Herabsetzung der Reibungsverhältnisse der schiefen Ebene 8 dient die Rollenlagerung 22 (schematisch dargestellt).The roller bearing 22 (shown schematically) serves to reduce the friction conditions of the inclined plane 8.
Die Figur 4 entspricht im Prinzip der Figur 3 mit dem Unterschied, daß die schiefe Ebene 8 konstant verläuft und der Steigungswinkel durch eine Stellvorrichtung 11 manuell verändert werden kann. Durch die vertikale Verschiebung der schiefen Ebene 8 durch die Stellvorrichtung 11 ist eine Drehung um den Drehpunkt 23 möglich, so daß sich der Steigungswinkel der schiefen Ebene 8 ändert und damit die Stützstrebe 5 vor^ oder entspannt werden kann. Bei Betätigung der Stellvorrichtung 11 ist eine entsprechende Bewegung im Schwenkpunkt £4 möglich.Figure 4 corresponds in principle to Figure 3 with the difference that the inclined plane 8 is constant and the angle of inclination can be manually changed by an adjusting device 11. The vertical displacement of the inclined plane 8 by the adjusting device 11 enables rotation about the pivot point 23, so that the angle of inclination of the inclined plane 8 changes and the support strut 5 can be tightened or relaxed. When the adjusting device 11 is actuated, a corresponding movement in the pivot point £4 is possible.
Figur 4 zeigt eine weitere Variante der Verspannvorrichtung 6. Dabei wird die Stützstrebe 5 durch ein im Zahnrad | 25 angeordneten Exzenter 26 beaufschlagt und vorgespannt. &iacgr; Ober die biegsame Welle 12 wird die Schnecke 27 in Drehung \ versetzt, so daß über das Zahnrad 25 der Exzenter 26 die ! Stützstrebe 5 entsprechend vor- oder entspannen kann. Die f Schnecke 27 ist in Lagern 2o geführt. IFigure 4 shows a further variant of the tensioning device 6. The support strut 5 is loaded and pre-tensioned by an eccentric 26 arranged in the gear wheel 25. The worm 27 is set in rotation via the flexible shaft 12, so that the eccentric 26 can pre-tension or relax the support strut 5 accordingly via the gear wheel 25. The worm 27 is guided in bearings 20. I
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